SU1486896A1 - Устройство для термического анализа - Google Patents

Description

Изобретение относится к теплофизическим измерениям, в частности к термическому анализу. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит печь, программный задатчик, сумматор, регулятор,

2

блок образца, датчики температуры образца и среды, два масштабных усилителя, два блока аналоговой памяти, два формирователя, два усилителя разности напряжений, дифференциатор, компаратор, управляемый ключ и систему регистрации. При протекании фазового превращения изменение разности температуры между средой и образцом с помощью дифференциатора, усилителей компаратора и ключа вызывает изменение режима работы регулятора таким образом, что поддерживается равенство текущей разности температур, по которой осуществляется режим работы во время прев- в ращения до его завершения, после че- .® го режим нагрева позволяет точно оп- 1/ ределять температурный интервал пре- Р вращения образца. 1 ил. К

Изобретение относится к технике для теплофизических измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем изменения, режима во время превращения линейного нагрева в нагрев с заданной разностью температур среды и поверхности образца.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит печь с 1 программным задатчиком 2, сумматор 3, регулятор 4, блок 5 для размещения образца, датчик 6 температуры поверхности образца, датчик 7 температуры среды, первый!8 и второй 9 масштабные усилители, систему 1(3 регистрации, дифференциатор 11, первый блок 12 аналоговой памяти, логический компаратор 13, первый усилитель 14 разности напряжений, первый формирователь 15, второй блок 16 аналоговой памяти, второй усилитель 17 разности напряжений, второй формирователь 18 и управляемый ключ 19.

Устройство работает следующим об, разом.

Задатчик 2 линейно увеличивает выходной сигнал, который после вычитания сумматором 3 сигнала обратной

связи (сигнал датчика 7 температуры

среды) поступает на вход регулятора

1486896

3

1486896

4

4, управляющего печью 1. Таким образом реализуется режим’линейного нагрева Т_с = ν -С (где Т_с - температура среды; ν - скорость нагрева;С время). При отсутствии превращений в образце сигналы на выходах устройств 12 и 16 аналоговой памяти незначительно отличаются от сигналов на их входах, сигналы на выходах формирователей 15 и 18 отсутствуют. В результате отсутствует сигнал и на выходе логического компаратора 13. При недостаточно точном соблюдении закона регулирования, вызванного, например, колебанием напряжения питающей сети или изменением условий теплообмена блока и печи, на входах усилителей 14 и 17 разности двух напряжений могут появляться сигналы, достаточные для формирования сигналов формирователями 15 и 18. Но эти сигналы имеют одинаковую полярность.Например, повышение напряжения питающей сети вызывает кратковременное увеличение мощности, расходуемой на нагрев. Тогда увеличивается как разность температур между средой и образцом, так и скорость нагрева, что ведет к увеличению сигналов на выходах второго масштабного усилителя 9 и дифференциатора 11. Устройства 12 и 16 аналоговой памяти,осуществив сдвиг по времени, выдают на вход усилителей 14 и 17 разности , двух напряжений положительные сигналы, .а формирователи. 15 и 18 формируют сигналы "+1". В итоге логический компаратор 13 не срабатывает и продолжается линейный режим нагрева. Аналогично работает устройство и при падении напряжения питающей сети и при изменении условий теплообмена между блоком и печью.

I

При протекании в образце экзотермического превращения скорость нагрева образца увеличивается, а разность температур между образцом и средой падает. Тогда дифференциатор

II резко увеличивает выходной сигнал, а второй масштабный усилитель

9 уменьшает его. В итоге первый формирователь 15 выдает сигнал ”+1”, а второй формирователь 18 - "-1 '. Логический компаратор 13 опять не срабатывает и продолжается линейный ре—. жим нагрева, который предпочтителен при протекании экзотермического превращения в образце, чем режим нагрева по заданной разности температур.

При протекании в образце эндотер$ мического превращения скорость нагрева образца падает, а разность температур между средой и образцом возрастает. Дифференциатор 11 резко уменьшает свой сигнал, а второй мас10 штабный усилитель 9 - увеличивает его. Устройства 12 и 16 аналоговой памяти, осуществив двиг по времени на время Т выдадут на первые входы усилителей 14 и 17 разности двух на15 пряжений сигналы, соответствующие моменту времени до превращения. На вторые входы'усилителей 14 и 17 разности двух напряжений поступают сигналы, соответствующие протеканию

20 превращения. После усиления первый формирователь 15 выдает сигнал Ϊ", а второй формирователь 18 - "+1”_о Логический компаратор 13 разрывает входы устройств 12 и 16 аналоговой

25 памяти, переключает задатчик 2 в режим слежения за сигналом датчика 7 температуры среды и переключает вход -> регулятора 4 на выход второго усилителя 17 разности двух напряжений. В этом

30 случае регулятор 4 обеспечивает нагрев в режиме, при котором сигнал на первом входе второго усилителя 17 разности двух напряжений равен сигналу на втором входе этого же уси35 лителя, т.е. поддерживается равенство текущей разности температур среды и образца и величины разности температур в момент срабатывания логического компаратора 13 (начало прев40 ращения). Это означает плавный переход от линейного режима нагрева к режиму нагрева до заданной разности температур между средой и образцом. Такое положение сохраняется на про45. тяжении всего превращения, так как на первый вход логического компаратора 13 продолжает поступать сигнал ^и-1". После окончания превращения тепловой поток, поступающий к об5θ разцу, вызывает его быстрый разогрев и увеличение сигнала дифференциатора 11 до прежней (до превращения) величины. В итоге выходной сигнал первого формирователя 15 "-1" исчезает,

55 а вместе с ним - исчезает сигнал на выходе логического компаратора 13. Устройства 12 и 16 аналоговой'памяти переходят в режим, слежения, на вход регулятора 4 подается сигнал сумма5

1486896 6

тора 3, а задатчик 2 продолжает линейно увеличивать свой выходной сигнал с величины, которая соответствует температуре конца превращения.Усту ройство плавно переходит в линейный режим нагрева.

Устройство позволяет повысить точность определения температурного интервала превращения образца и довести ее до точности измерения температуры образца при отсутствии превращений „

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для термического анализа, содержащее печь, блок с полостью для размещения образца, датчики температур среды и поверхности образца, программный задатчик, сумматор, регулятор, первый масштабный усилитель, вход которого соединен с датчиком температуры образца, второй масштабный усилитель, входы которого соединены с датчиками температур среды и образца, и систему регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности анализа, оно дополнительно содержит дифференциатор, первый и второй блоки аналоговой памяти, логический компаратор, первый и второй формирователи, первый и второй усилители разности напряжений и управляемый

   ключ, при этом вход дифференциатора" соединен с выходом первого масштабного усилителя, вход первого блока аналоговой памяти соединен с выходом дифференциатора, а управляющий вход с выходом логического компаратора, первый вход первого усилителя разности напряжений соединен с выходом περί 0 вого блока аналоговой памяти, а второй вход - с выходом дифференциатора, вход первого формирователя соединен с выходом первого усилителя разности напряжений, вход второго блока

   15 аналоговой памяти соединен с выходом второго масштабного усилителя, а управляющий вход - с выходом логического компаратора, первый вход второго усилителя разности напряжений сое20 динен с выходом второго блока аналоговой памяти, а второй вход - с выходом второго масштабного усилителя, вход второго формирователя соединен с выходом второго усилителя разнос25 ти напряжений, первый вход логического компаратора соединен с выходом первого формирователя, второй вход с выходом второго формирователя, а выход - с управляющим входом задат30 чика, первый вход управляемого ключа соединен с выходом сумматора, второй вход - с выходом второго усилителя разности напряжений, управляющий вход - с выходом логического

   35 компаратора, а выход - с входом регулятора .

   1486896